专利名称：一种液压扩径机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型液压扩径装置，尤其是一种将各种类型管道按照涨管扩径工艺要求，实现对钢管直径“增大”、“整形”的装置。
背景技术：
随着科技水平高速发展，社会生产力提高。更经济、实用的产品、装备不断地被制造出来以适应人类生存和社会经济建设，由此需要大量的能源和资源。将能源由产地输送到各个产业地，目前通用的作法是采用低耗环保的管道方式。因此迫切要求管道制造业向高强度、高韧性的方向发展，以及对钢管质量要求的不断提高，推动了制管技术及工艺不断地进步，管道制造设备功能更加强大。近年来，随着国家能源布局的调整，管道输送各种能源的数量不断提高。大口径的钢管需求量急剧增加，对钢管质量要求也越来越高。在制造大直径的钢管中都不同程度地存在着几何尺寸精度不高的问题。特别是采用步进冲压式成型，在钢管的周围方向有许多折套痕迹。这直接影响到钢管的椭圆度。另外由于钢体在焊接时会伴随热应力要发生弯曲变形，使钢管的直线度受到影响。为了改善钢管质量；提高钢管的屈服强度；消除焊接时造成的残余应力和对焊缝质量及焊接性能检验，于是一般的钢管制造工艺中在最后一道序中使用扩径工艺。扩径设备是大直径焊接钢管生产线上必不可少的机床。目前，扩径机主要有机械式和液压式两种。20世纪60年代，由于当时液压技术水平，用液压扩径时充水时间长，生产效率低，且投资大，模具多，更换规格时劳动强度大，所以被机械式取代。但是，机械式扩径机在工作中依靠楔形体移动将轴向运动变成径向运动，其中无法避免是摩擦机理。促使扩径楔铁易磨损，效率低，减少使用寿命。
(三)实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种液压扩径机，它能够解决现有技术的不足，应用于大直径钢管制造工艺上，对钢管焊接件进行扩径、整形装置，科学合理地确定压力、流量和钢管直径变形量，通过扩径机扩径，可以使钢管的椭圆度< 0.8% D，直线度在钢管全长范围内最大为0. 1%。钢管内径在内圆周测量时的最大偏差为±3_，以达到管道建设标准要求；与此同时实现了低消耗，快速地、超值产出的目标。本实用新型的技术方案一种液压扩径机，其特征在于它包括油缸、支承垫板、复位活塞、液压站以及安装在油缸两端的该滚动支承机构；所述油缸上的直通管接头通过超高压油管与液压站连接；所述支承垫板安装在油缸的外侧沿着轴向等分加工出的径向缸体上；所述复位活塞安装在缸体上；所述滚动支承机构由支架、重型轴承、升降支柱和旋转支座构成；其中，重型轴承安装在支架上，支架安装在升降支柱上，升降支柱安装在旋转支座，旋转支座安装在油缸两端。所述液压站连接压力继电器。[0009]所述滚动支承机构连接调节径向距离的调整螺钉。所述支承垫板的数量钢管内径D ( 300mm时,支承垫板数量为6 ;钢管内径D为300 600mm时，支承垫板数量为8 ;钢管内径D为600 900mm时，支承垫板数量为10 ;钢管内径D为900 1500mm时，支承垫板数量为12。本实用新型的工艺过程以高强度油缸为基体，在油缸的外侧沿着轴向等分加工出径向缸体，安装复位活塞。其次根据钢管扩径量的大小选择复位活塞的行程；确定支承垫板数量、与钢管内壁接触表面的弧长和长度。将支架、重型轴承和升降支柱连接在旋转支座上，通过旋转调整螺钉可以使三个支点同时移动同等径向距离。由油缸两端的该滚动支承机构拖动扩径缸在管道内部任意移动，按照工艺要求对需要扩径的钢管部位进行加工。由超高压油管将液压站与扩径油缸上的直通管接头串接一起。液压站可以提供变 量和大于60MPa以上液体。高压油管为带钢丝保护套的液压胶管，便于扩径油缸移动到钢管任何部位。既方便扩径，又操作简单。在液压系统上布置了压力继电器。当系统压力超过设定值时电机便会自动停机，减少能量消耗，避免产生过多热量，提高液压系统传动效率。本实用新型的工作原理一般按照钢管扩径工艺要求明确变形量。由经验公式p=ab 6 s (In X+4L/(Dt-Dtl)) (a_材质修正系数。b_尺寸修正系数。Ss-常温下屈服应力。入-延伸率。L-轴向长度。Dt-钢管变形后内径。Dtl-钢管变形前内径)，钢管扩径内表面积S = DtL得知钢管扩径的理论压力值F = Sp。由此可以求出液压站所提供的液体压力值，从而设定压力继电器。参照\值，可以初步选定液压系统流量。依据钢管内径D大小，通过实验可知D ( 300mm，支承垫板数量为6 ;D为300 600mm，支承垫板数量为8 ;D为600 900mm，支承垫板数量为10 ；D为900 1500mm,支承垫板数量为12。依据扩径轴向长度和压力可以确定复位活塞数量，其数值还受制造商加工能力限制。活塞的密封装置采用平衡槽形式。一方面有利于灵活移动，另一方面提高油缸的使用寿命。在扩径工艺过程中应遵守“矫枉过正”。本实用新型是一种采用超高液压技术对大直径焊接钢管进行扩径装置。钢管扩径，特别是在焊接钢管制造后，必须采用的工艺装备。通过对大直径焊接钢管扩径，可及时地改变钢管因冷作硬化而提高屈服强度，可以避免钢管应力集中的区域产生氢脆和裂缝情况，提闻钢管的朝性指标。本实用新型将水压扩径技术和机械扩径技术综合一体，采用超压技术在钢管径向通过圆弧支承板直接对钢管进行施压，使之直径增大。由于液压流量可调整，所以其支承板运动速度完全与钢管的变形速度一致。避免因扩径速度过快而涨裂。本实用新型按照钢管直径实际值和需要扩径的轴向长度，调整扩径轮构成与钢管直径相近的数值，合理确定支承板长度，径向活塞行程长度。在对钢管扩径时，通过逐渐调整压力阀，施加在钢管径向力不断地增大，直到其径向尺寸符合工艺要求。也可以通过安装在钢管周边上的位移传感器，把钢管径向变形量通过屏蔽电缆适时地传递给电控系统(如PLC)，控制比例压力阀。当达到预设定值时，压力阀停止增压。其控制精度一般为±0. 3mm。本实用新型的工作过程首先按照扩径工艺要求值，选择适宜的扩径液压缸。将其放入钢管内孔中，旋转调整螺钉使分布在油缸两端的三个重型轴承所构成的直径等于钢管内径。支承垫板所构成的直径应小于钢管内径5mm 8mm。其次将扩径油缸移动到钢管扩径部位。启动液压系统，调整压力继电器，通过控制流量避免钢管表面出现龟裂，控制压力避免出现超值。也可以通过油缸上的定位尺，比较精度的确定钢管扩径位置，误差小于2_。本实用新型的优越性1.采用本方案可以按照扩径工艺要求，精确对焊缝钢管扩径部位定位；2.设备启动后，以最短的时间、最小的能量消耗实现扩径工艺；3.因扩径液压缸极易方便移动，特别适合连续生产，改变可工作环境，提高了产品质量；4.该装置可被广泛应用在焊缝钢管，尤其是大于800mm直径钢管，更加突出其高效率，高可靠性；5.扩径工艺过程中因无摩擦，所以提高了使用寿命；6.虽然零件数量多，需要超高压元器件，但其彻底改善了工作环境，减少辅助时间，提高生产力；7.本实用新型应用于大直径钢管制造工艺上，对钢管焊接件进行扩径、整形装置，科学合理地确定压力、流量和钢管直径变形量，通过扩径机扩径，可以使钢管的椭圆度< 0. 8% D，直线度在钢管全长范围内最大为0. 1% ;钢管内径在内圆周测量时的最大偏差为±3mm，以达到管道建设标准要求；与此同时实现了低消耗，快速地、超值产出的目标。
图I本实用新型所涉一种液压扩径机的结构示意图。图2本实用新型所涉一种液压扩径机滚动支承机构一侧的示意图。其中，I为支架，2为重型轴承,3为升降支柱,4为旋转支座，5为直通管接头,6为超高压油管，7为调整螺钉，8为油缸，9为支承垫板，10为复位活塞，11为液压站，12为压力继电器。
具体实施方式
实施例一种液压扩径机(见图I、图2)，其特征在于它包括油缸8、支承垫板9、复位活塞10、液压站11以及安装在油缸两端的该滚动支承机构；所述油缸8上的直通管接头5通过超高压油管6与液压站11连接；所述支承垫板9安装在油缸8的外侧沿着轴向等分加工出的径向缸体上；所述复位活塞10安装在缸体上；所述滚动支承机构由支架I、重型轴承2、升降支柱3和旋转支座4构成；其中，重型轴承2安装在支架I上，支架I安装在升降支柱3上，升降支柱3安装在旋转支座4，旋转支座4安装在油缸8两端。所述液压站11连接压力继电器12。(见图2)所述滚动支承机构连接调节径向距离的调整螺钉7。(见图I) 所述支承垫板9的数量钢管内径D彡300mm时，支承垫板数量为6 ;钢管内径D为300 600mm时，支承垫板数量为8 ;钢管内径D为600 900mm时，支承垫板数量为10 ；钢管内径D为900 1500mm时，支承垫板数量为12。
权利要求1.一种液压扩径机，其特征在于它包括油缸、支承垫板、复位活塞、液压站以及安装在油缸两端的该滚动支承机构；所述油缸上的直通管接头通过超高压油管与液压站连接；所述支承垫板安装在油缸的外侧沿着轴向等分加工出的径向缸体上；所述复位活塞安装在缸体上；所述滚动支承机构由支架、重型轴承、升降支柱和旋转支座构成；其中，重型轴承安装在支架上，支架安装在升降支柱上，升降支柱安装在旋转支座，旋转支座安装在油缸两端。
2.根据权利要求I所述一种液压扩径机，其特征在于所述液压站连接压力继电器。
3.根据权利要求I所述一种液压扩径机，其特征在于所述滚动支承机构连接调节径向距离的调整螺钉。
4.根据权利要求I所述一种液压扩径机，其特征在于所述支承垫板的数量钢管内径D ( 300mm时,支承垫板数量为6 ;钢管内径D为300 600mm时,支承垫板数量为8 ;钢管内径D为600 900mm时，支承垫板数量为10 ;钢管内径D为900 1500mm时，支承垫板 数量为12。
专利摘要一种液压扩径机，其特征在于它包括油缸、支承垫板、复位活塞、液压站以及安装在油缸两端的该滚动支承机构；所述油缸上的直通管接头通过超高压油管与液压站连接；所述支承垫板安装在油缸的外侧沿着轴向等分加工出的径向缸体上；所述复位活塞安装在缸体上；所述滚动支承机构由支架、重型轴承、升降支柱和旋转支座构成；其中，重型轴承安装在支架上，支架安装在升降支柱上，升降支柱安装在旋转支座，旋转支座安装在油缸两端。优越性采用本方案可以按照扩径工艺要求，精确对焊缝钢管扩径部位定位；设备启动后，以最短的时间、最小的能量消耗实现扩径工艺；因扩径液压缸极易方便移动，特别适合连续生产，改变可工作环境，提高了产品质量。
文档编号B21D39/08GK202427847SQ201220008239
公开日2012年9月12日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者王金奎, 纪国群 申请人:天津市天锻液压有限公司